封装，继承，多态

面向对象的三大特征：封装、继承和多态

封装

  • 含义：在生活中封装就是将物品包裹起来，不让看到其内部，具有保护功能

    • 在程序设计中，封装是将类中的某些部分(某些属性和方法)隐藏起来，对象不能直接使用隐藏起来的属性和方法，具有保护功能

  • 总结：隐藏对象的属性和方法实现的细节，仅对外提供公共访问方式

  • 目的：保护隐私

  • 使用方式：将属性或者方法前面加上双下划线(我们也叫私有属性或者私有方法)

    属性私有化之前，用户的信息可以直接访问并修改
class User:
    """用户类型"""
    def __init__(self,name,age):
        """用户姓名和年龄"""
        self.name = name
        self.age = age
    def __str__(self):
        return f"我叫{self.name},今年{self.age}岁"
user = User("古印",18)
# print(user)
#访问用户的姓名
# print(user.name)
#可以修改用户的姓名
user.name = "黄志"
# print(user.name)
user.age = -20
print(user)

    #属性私有化之后，用户信息不可以被玩不访问或者修改
class User:
    """用户类型"""
    def __init__(self,name,age):
        """用户姓名和年龄"""
        self.__name = name
        self.__age = age
    def __str__(self):
        return f"我叫{self.__name},今年{self.__age}岁"
user = User("古印",18)
# print(user)
# 访问用户的姓名
# print(user.__name) #不可以访问私有属性
#修改用户的姓名其实是增加属性
user.__name = "黄志" #新增了一个属性__name
# print(user.__name)
# print(user)

#查看对象有哪些属性 __dict__
# print(user.__dict__)

    #属性私有化之后，提供公共的访问方式和修改方式
class User:
    """用户类型"""
    def __init__(self,name,age):
        """用户姓名和年龄"""
        self.__name = name
        self.__age = age
    def get_name(self): #命名规范：get_数据
        """访问姓名"""
        return self.__name
    def set_name(self,name):
        """修改姓名"""
        self.__name = name
    def get_age(self):
        """访问年龄"""
        return self.__age
    def set_age(self,age):
        """修改年龄"""
        if 0<age<=100:
            self.__age = age
        else:
            print("年龄不符合要求")
    def __str__(self):
        return f"我叫{self.__name},今年{self.__age}岁"
user = User("古印",18)
print(user)
print(user.get_name(),user.get_age())
user.set_name("小古")
user.set_age(125)
print(user)

  • 私有方法：在方法前加__例如：send()-->__send()

    • 作用：在开发过程中保护核心代码，在类的外部不能使用(对象不能调用私有方法)

      class A:
    def __test1(self):
        print("--in test1--")

    def test2(self):
        self.__test1()
        print("--in test2--")
a = A()
# a.__test1() #对象不能调用私有方法
a.test2()

  • 私有化封装后的限制

    • 1.类中 可以访问
    • 2.类外/对象外 不可以访问
    • 3.子类/子类对象 不可以访问
    • 注意：
      • 1.在python中实现封装操作，不是通过权限限制，而是通过改名策略实现的
      • 2.可以使用__dict__()查看属性（包括私有属性），在类的内部使用私有属性，python内部会自动转化为 _类名__属性名
      • 3.在类的外部不能给对象添加或者修改私有属性，因为不能转换为 _类名__属性名

继承

  • 含义：让类与类直接产生父子关系，子类可以拥有父类的属性和方法(私有属性和私有方法无法继承)

  • 父类和子类

    • 父类：用于被继承的类，称为父类，也叫基类，或者超类
    • 子类：继承其他类的类，称为子类，也叫派生类

  • 继承的作用：可以提高代码的重用率

  • 继承语法：子类声明后面的括号中添加类型，添加的类型就是当前子类继承的父类，有了继承声明，子类就包含了父类的公共属性和方法

    class Vehicle:
    """交通工具类"""
    def __init__(self,brand):
        self.brand = brand
    def move(self):
        # """移动的方法"""
        print(f"{self.brand}开始移动")
class Plane(Vehicle):
    """飞机类型"""
    pass
# plane = Plane("波音747")
# plane.move()

  • 方法的覆盖

    • 子类方法中定义了和父类相同的方法，我们叫做方法的覆盖(派生方法)。实例对象调用此方法的时候就会调用自己类中的方法
    class Vehicle:
    """交通工具类"""
    def __init__(self,brand):
        self.brand = brand
    def move(self):
        # """移动的方法"""
        print(f"{self.brand}开始移动")
class Plane(Vehicle):
    """飞机类型"""
    def move(self):
        print("飞机在快速移动中")
plane = Plane("波音747")
plane.move()

    • 查看继承的父类

      • 格式：类名.__base__

      • 注意：

        • 1.python3中，如果一个类没有继承任何类，默认继承object类，新式类

        • 2.object类，是python中的祖先，所有类都是从object类中继承下来

        • 3.继承可以隔代

  • super()方法

    • 子类和父类有相同的方法，如果子类想调用父类相同的方法，可以使用super()方法

      1.父类名.方法名(self)

      2.2.super(当前类名，self).方法名()

      3.super(当前类名，self).方法名()

    坦克大战
敌方坦克和我方法坦克开火方法类似但又不完全相同
把相同属性和方法定义在基本坦克类中，我方坦克和敌方坦克继承基本坦克类
把不同的代码写在自己的开火方法中，调用自己开火方法中再调用父类方法
class BaseTank:
    """基本坦克类"""
    def fire(self):
        """开火的方法"""
        print("坦克开火了，发射子弹(15行代码)")

class HeroTank(BaseTank):
    """英雄坦克类"""
    def fire(self):
        """子类中有自己的开火技能"""
        print("英雄坦克，按下空格键，发射子弹(5行代码)")
        #调用父类中发射子弹的代码
        # BaseTank.fire(self)         #1.父类名.方法名(self)
        # super(HeroTank, self).fire()  #2.super(当前类名，self).方法名()
        super().fire()                #3.super().方法名()
class EnemyTank(BaseTank):
    """敌方坦克"""
    def fire(self):
        """子类中有自己的开火技能"""
        print("敌方坦克，随机发射子弹(7行代码)")
        # 调用父类中发射子弹的代码
        BaseTank.fire(self)

hero_tank = HeroTank()
hero_tank.fire()
enemy_tank = EnemyTank()
enemy_tank.fire()

    多继承

    • 一个子类可以继承多个父类，就是多继承，并且拥有父类的属性和方法

    • 如果子列和父类有相同的方法，就会调用子类的方法

      • 思考：如果不同的父类存在着相同的方法，子类对象调用父类的时候，会调用那个方法？
      class Dog:
    """狗的类别"""
    def eat(self):
        """吃的方法"""
        print("吃粑粑")
class God:
    """神仙的类别"""
    # def eat(self):
    #     print("吃蟠桃")
    pass
class Xtq(God,Dog):
    """神仙狗类"""
    pass
# xtq = Xtq()
# xtq.eat()
# print(Xtq.mro())
# print(Xtq.__mro__)
      • python会根据MRO方法解析顺序列表进行查找
      • python2.3起开始C3算法，定义类需要继承的object，称之为新式类，广度优先搜索
      • MRO列表遵循一下三条原则
        • 1.子类会先于父类被检查
        • 2.多个父类会根据他们在列表中的顺序别检查
        • 3.如果对下一个类存在两个合法选择，选择第一个父类

  • __init--()方法

    • 子类继承父类，如果子类不复写父类的__init--()方法，创建子类对象的时候会自动调用父类的__init--()方法

    • 子类继承父类，如果复写了父类的__init--()方法，创建子类对象的时候不会再调用父类的__init--()方法

    • 注意：如果复写了父类的__init--()方法，需要调用的父类__init--()方法，会存在隐患，如果父类的初始化方法有参宿，子类初始化无参数，子类调用父类方法就会报错，所以注意传参问题

      #猫类和其他宠物类相比，有自己的昵称属性
class Pet:
    def __init__(self,age):
        self.age = age
    def __str__(self):
        return str(self.age)
class Cat(Pet):
    """猫类"""
    def __init__(self,nickname,age):
        super(Cat, self).__init__(age)
        self.nickname = nickname
    def __str__(self):
        return f"{self.nickname},{self.age}"
cat = Cat("tom",3)
print(cat)

    • 继承的好处：提高代码的复用性，可以提升项目功能的扩展性

  • 综合案例：

    • 宠物类

      • 属性：名字，健康值
      • 方法：恢复健康

    • 医院类

      • 属性：医院名称
      • 方法：治疗宠物(调用宠物恢复健康的方法)

    • 狗类：继承宠物类

    • 猫类：继承宠物类

      import time
class Pet:
    """宠物类"""
    def __init__(self,name,health):
        self.name = name
        self.health = health #小于60生病

    def recovery(self):
        """恢复健康的行为"""
        while self.health<60:
            self.health+=5
            print(f"{self.name}正在快速恢复中。。。")
            time.sleep(1)
    def __str__(self):
        return f"{self.name}的健康值是：{self.health}"

class Hospital:
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def care(self,pet):
        if isinstance(pet,Pet):
            print(f"开始治疗{pet.name}")
            pet.recovery()
        else:
            print("宠物医院只接收宠物")
class Dog(Pet):
    pass
class Cat(Pet):
    pass

class Peron:
    def __init__(self,name,health):
        self.name = name
        self.health = health
    def recovery(self):
        while self.health < 60:
            self.health += 5
            print(f"{self.name}正在快速恢复中。。。")
            time.sleep(1)

cat1 = Cat("tom",40)
hospital = Hospital("南沙中心医院")
# hospital.care(cat1)
# print(cat1)
per1 = Peron("小古",45)
hospital.care(per1)

    抽象类

    • 1.从实现方式看，抽象类和普通类的不同之处在于：抽象类中有抽象方法，给该类不能被实例化，只能被继承，而且子类必须实现抽象方法
    • 2.抽象类中可以定义普通方法
    • 3.使用抽象类一般是单继承

    多态

    • 1.封装：屏蔽实现细节，但对外提供公共访问方式，将功能封装成一个整体，提供简单的调用方式

    • 2.继承：让类和类之间产生父子关系，子类可以拥有父类的属性和方式

    • 3.多态：可以让某个类实现多重形态

      多态的三个条件

      • 1.必须存在继承关系
      • 2.重写目标方法
      • 3.使用子类对象调用父类方法
      定义人类：可以跳舞，可以玩，在玩的过程中跳舞
#实现多态：老年人跳广场舞
class Person:
    """人的类型"""
    def dance(self):
        print("跳舞")

    def play(self): #old
        print("开始玩")
        self.dance() #old.dance()
class OldMan(Person):
    """老年人类别"""
    def dance(self):
        print("跳广场舞")

# per1 = Person()
# per1.play()
old= OldMan()
old.play()

  • 用户注册案例

    • 网站可以注册，注册有默认的注册方式
    • 分析
      • 网站类：
        • 方法：注册方法，调用默认的设备发送验证码
      • 设备类
        • 方法：生成验证码并发送
    class Website:
    """网站类型"""
    def register(self,device):
        print("开始注册。。")
        #调用设备发送验证码的方法
        device.send("6666")
        input("验证码已发送，请输入：")
        print("注册成功")
class Device:
    """设备类型"""
    def send(self,code):
        print("默认发送验证码：",code)
#用户注册
ws = Website()
device = Device()
#发起注册
ws.register(device)
    • 实现多态，用不同的设备注册网站，就使用相应的设备发送验证码
    • 实现多态，用不同的设备注册网站，就使用相应的设备发送验证码
    class Website:
    """网站类型"""
    def register(self,device):
        print("开始注册。。")
        #调用设备发送验证码的方法
        device.send("6666")
        input("验证码已发送，请输入：")
        print("注册成功")
class Device:
    """设备类型"""
    def send(self,code):
        print("默认发送验证码：",code)
class Phone(Device):
    """手机注册"""
    def send(self,code):
        print("通过手机发送验证码：",code)
class Email(Device):
    """邮箱注册"""
    def send(self,code):
        print("通过邮箱发送验证码：",code)
# #用户注册
ws = Website()
# device = Device()
# #发起注册
phone = Phone()
ws.register(phone)
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